1 2007 - Innovare

Materiali innovativiMATERIALI COMPOSITI A MATRICETERMOPLASTICA AUTO-RINFORZATIUn’opportunità per applicazioni a elevato valore aggiuntoa cura diAlessandro Bozzolo e Andrea FerrariD’Appolonia S.p.A46 INNOVARE • 1 • 2007Le piccole e medie imprese attive nei settoriindustriali più diversi sono alla costantericerca di materiali dalle proprietàstrutturali sempre più elevate, con un rapportofavorevole qualità/prezzo, per applicazioni nelcampo aeronautico, civile, meccanico, perscopi industriali o di tipo voluttuario, come adesempio attrezzi sportivi o per applicazioni didesign. Il settore dei materiali compositi costituisceun serbatoio di possibili soluzioni tecnologicheper questi bisogni, in ragione della vastadisponibilità di formulazioni sia per la matriceche per gli elementi di rinforzo, capaci diadattarsi con flessibilità alle diverse esigenze.Per questi motivi, lo sviluppo di materiali compositicon rinforzo in fibre a disposizione multiassiale,è in continua e fortissima evoluzione.Non più solo i settori a più elevato contenutotecnologico, come quello aeronautico, sonointeressati a materiali capaci di combinare elevateprestazioni meccanichecon leggerezza e relativa facilitàdi generare forme com-Abstractplesse, ma anche quelli caratterizzatida volumi maggioriquali quello automobilistico,della nautica da diporto e pertrasporti veloci, della componentisticameccanica, dellaimpiantistica.A questi settori si vanno ulteriormenteaffiancando quellipiù tradizionali quali l’edilizia(ad esempio per interventi direstauro e di miglioramentodella resistenza sismica degliedifici e delle strutture), o dell’arredamento,con nuove formee materiali tecnici leggeri edi forte impatto emozionale.Per ultimo, anche il mondo della moda hascoperto le potenzialità dei materiali e tessuticompositi per ottenere forme ardite e strutturetridimensionali indossabili, che combinino unforte accento estetico con doti di leggerezza,vestibilità e versatilità.Oltre alle caratteristiche di inerzia alla corrosionenella maggior parte degli ambienti aggressivi,i materiali compositi sono resi ulteriormenteinteressanti dalla maggiore rigidità aparità di peso, capace di abilitare quindi nuoveprospettive di design sia per singoli componentiche per strutture intere. Per quantificaretale potenziale di risparmio sulla produzionedi un componente meccanico sottoposto allostesso genere di sollecitazioni, il risparmio tipicoottenibile è nell’ordine del 40% di peso rispettoall’alluminio, del 60% rispetto al titanio,e addirittura dell’80% per leghe come l’acciaioinossidabile e l’ottone. Per fare sì che i mate-THERMOPLASTIC POLYMERSHistorically, thermoplastic polymers have been used as building materialsonly for injection moulded parts, or short fibre reinforcedcomposites, while thermoset polymer matrixes have been extensivelyemployed as the continuous phase for fibre composites, havinghigh mechanical and chemical resistance, but long processingtime, due to resin curing, and no recycling possibilities. In theearly 1980’s, polymer chemists developed advanced thermoplasticmatrixes suitable for high-performance composites. The result isa new class of composites, having short processing periods, superiortolerance to damage with respect to the one of traditionalthermosetting polymer matrix composites, and comparatively similarresistance to chemicals. The development of advanced thermoplasticcomposites has undergone a tremendous worldwide scientificactivity in the last years, leading to the adoption of the samechemical species for the matrix and the fibre, in order to achieveoutstanding mechanical capabilities and full recyclability. In thisframework the present paper describes an experience on selfreinforced,structural thermoplastic composites, which results maybe of particular interest for improving the production processingand capabilities of SMEs. ■